OLED面板將淪為蘋果「低階」iPad專用?

作者 : 張河勳,EE Times China

就顯示技術本身而言,Mini LED/Micro LED技術才是蘋果iPad的「終極選項」。隨著Mini LED/Micro LED不斷成熟,未來OLED iPad將是蘋果入門和中階產品的專用配置。

如今,行動端電子產品大多數採用OLED顯示器,而一些平板電腦也已採用OLED面板,比如三星(Samsung)平板電腦Tab S7。近日,據業內消息,蘋果(Apple)預計在2024年發佈的OLED iPad中,可能使用混合型(Hybrid) OLED面板。據悉,蘋果做出這一選擇的原因除了成本因素之外,還意在解決軟性OLED「起皺」的問題。 結合之前「蘋果計畫從2023年開始在部分iPad機型上採用OLED顯示器,而不是LCD顯示器」的消息,蘋果採用OLED顯示器似乎是確定的。值得關注的是,這將是iPad系列第一次採用OLED顯示器,目前除了12.9吋iPad Pro配備了Mini LED顯示器之外,蘋果目前所有的iPad機型都使用TFT-LCD顯示器。 不過,近年來蘋果似乎也在重推Mini LED技術,根本原因在於Mini LED技術具有更高的對比度、更高的峰值亮度和持續亮度;透過分區背光,得到更黑的背景,更節能等諸多特點。僅亮度上這一性能指標,OLED就不能與Mini LED對抗,那麼,未來蘋果iPad將採用哪種顯示技術? 什麼是混合型OLED面板? 傳聞蘋果為未來的iPad型號過渡到OLED技術的計畫可能涉及使用混合OLED技術,該技術結合了剛性和軟性OLED面板材料。據悉,蘋果此舉就是為了克服軟性OLED面板,特別是適用iPad的更大尺寸的軟性OLED面板「起皺」的問題。 據瞭解,這種混合型OLED面板是結合了剛性OLED的玻璃基板和軟性OLED的薄膜封裝(TFE)的技術。一般而言,剛性OLED將玻璃封裝應用於玻璃基板,而軟性OLED將薄膜封裝應用於聚醯亞胺(PI)基板;而當薄膜封裝應用於混合OLED面板的玻璃基板時,OLED面板可以做得比剛性OLED更薄,同時也比軟性OLED更便宜。 因此,蘋果未來將採用的是一款結合了軟性與剛性OLED技術的混合OLED面板,其要比普通OLED面板還要薄。毫無疑問,由於軟性OLED面板具有可彎曲的特性,能夠讓智慧型手機設計更加自由。然而,軟性OLED面板有「起皺」的傾向,而且隨著產品螢幕尺寸增加,這種問題會更加明顯。據悉,iPad螢幕比iPhone大3倍,因此若在iPad產品上應用軟性OLED螢幕,將可能出現起皺問題。 有產業人士分析,「軟性塑膠OLED (POLED)背面是PI基板,模組背面還會貼上銅箔,剛性玻璃OLED (GOLED)背面是玻璃,模組背面是塑膠。POLED採用薄膜封裝,GOLED用的是玻璃封裝。POLED在靜電ESD、射頻EMI和隔絕空氣水氧造成的黑屏等性能也普遍比GOLED要優越;成本也較GOLED貴,整體POLED的模組還是要軟一些。」不過,對於蘋果而言,其首要考慮的自然不是成本,主要因為POLED偏軟,大尺寸的螢幕起皺紋的風險高,因此傳聞是將POLED的基板改用玻璃。 今年7月,就有業內消息表示蘋果確定在2024年推出搭載OLED顯示器的iPad。搭載OLED的iPad畫質會改善,重量也會非常輕,其主要供應商為三星顯示器和LG。據悉,三星顯示器將自家這類產品稱作「Advanced Thin OLED」(ATO),而 LG display則是「Thin Film Encapsulation」(TFE)。 目前來看,起皺問題還是難以解決。因此,混合OLED應該是更好的選擇,畢竟其比剛性面板更薄,比軟性面板更便宜。值得一提的是,混合OLED技術尚未完善,至少需要一年的時間才能實現商業化應用,預計到2024年才能被納入OLED iPad,也契合技術的研發進度。據了解,目前三星和LG display都在研發厚度僅為0.2毫米的超薄玻璃基板,以用於該技術,低於目前0.5毫米左右的標準,這也是超薄電子玻璃廠商值得關注的一個趨勢。 京東方也有意進入蘋果iPad供應鏈 除了上述混合型OLED面板,也有必要提一提雙層串聯(Two stack Tandem)結構OLED。據悉,蘋果計畫於2024年左右推出12.9吋和11.0吋OLED iPad,並將採用雙層串聯結構。LG display將同時參與兩款型號的OLED iPad面板的開發,而三星Display僅參與開發11.0吋款。蘋果還計畫在這些面板上應用低溫多晶氧化物(LTPO) TFT與單層OLED面板相比,新款面板的亮度提高了一倍,使用壽命延長了四倍。 與此同時,LTPO TFT是蘋果和三星目前廣泛用於旗艦智慧型手機OLED面板的技術,可提供120Hz可變刷新率。而LG Display同時參與兩款型號的OLED面板開發,使其在蘋果的iPad顯示面板供應鏈中比三星顯示更具優勢。這與 iPhone的顯示面板供應鏈不同,三星顯示佔據主導地位,LG Display正在迎頭趕上。 據瞭解,蘋果之所以讓LG Display處理更多的iPad OLED項目,主要在於其在製造具有兩層串聯結構的OLED面板方面比三星顯示器更有經驗。因為LG Display多年來一直在為汽車應用生產的 OLED 面板使用兩層串聯結構。 不過,除了三星顯示、LG Display之外,京東方也計畫在2022年內實現雙層串聯結構OLED顯示器的量產,預計將於下半年開始批量化生產,並可望最終向蘋果IT產品供應這種新型OLED面板。根據京東方於2021年11月23日申請的一項名為「雙層OLED顯示單元、顯示面板及電子設備」的專利:透過將兩個發光單元疊放並限定其在高電流密度下所偏移的顏色不同,以使兩種不同的偏移顏色疊加後減弱色偏效果,保證OLED顯示單元整體所呈現的顯示效果更佳,使用者體驗更好。 今年初,有傳聞稱,蘋果就與京東方合作開發可用於Mac與iPad的大尺寸面板,而京東方也配合在改建的工廠生產尺寸達15吋的OLED顯示器。另有消息稱,京東方正在與榮耀洽談生產一款雙層串聯OLED面板,用於後者計畫於今年稍晚推出的一款智慧型手機。這種OLED面板具有兩層發射層,可以降低智慧型手機約30%的功耗。 Mini LED/Micro LED螢幕造價仍高 實際上,蘋果對於OLED螢幕的採用一直很謹慎,目前也只有iPhone和智慧手錶系列產品使用了OLED螢幕。不過,為了實現更薄、色彩更好、續航更長的性能,蘋果不得不選擇OLED螢幕作為iPad的顯示器。當然,還有一個原因是蘋果押注的Mini LED/Micro LED螢幕的造價太高、技術難度更大。 從技術比較來看,OLED比LCD更輕薄、亮度高、功耗低、回應快、清晰度高、軟性好、發光效率高,但其作為有機發光材料,每一顆畫素的老化不可控。然而,iPhone,iPad和Mac的使用壽命一般會更長,更容易在使用者群爆發螢幕老化問題,這也是儘管OLED具有更好的顯示性能、但蘋果一直在iPad和Mac採用LCD的重要原因。 而Micro LED顯示被譽為顯示技術「終極發展方向」,其以自發光的微米量級的LED為發光畫素單元,將其組裝到驅動面板上形成高密度LED陣列的顯示技術。由於Micro LED晶片尺寸小、整合度高和自發光等特點,在顯示方面與 LCD、OLED相比在亮度、解析度、對比度、能耗、使用壽命、回應速度和熱穩定性等方面具有更大的優勢。簡單來說,Micro LED彙集了當下LCD和OLED的優點於一身,既可以單獨控制畫素發光,又可以規避有機材料老化,還可以極大地讓螢幕輕薄,功耗下降。 不過,Micro LED仍面臨技術與成本的雙重挑戰,尤其又以Micro LED晶片成本、背板與驅動技術,以及巨量轉移製程等三方面為主要關鍵技術。Mini LED作為Micro LED過渡期形態,在光源的均勻性、畫面對比度、散熱能力和使用壽命,以及輕薄度上具有顯著的優勢。因此,整體來看,Mini LED顯示性能優勢要強於OLED,而且OLED不僅大尺寸顯示應用上成本很高,且在低成本下大尺寸OLED很難做真HDR。 HDR主要由兩部分組成:一是高亮度,最好是1,000nit以上的峰值亮度;二是分區控光,最好是畫素級的分區控光。眾所周知,大尺寸的OLED的亮度不容易做得很高,其與OLED的發光原理有關。OLED面板要想提高亮度,只能從基礎材料入手,強行提高亮度常亮會更容易燒壞螢幕,但這些問題在Mini LED/Micro LED技術上根本不存在。可以說,相較而言,OLED有的性能,Mini LED/Micro LED也有;OLED沒有的性能,Mini LED/Micro LED同樣具備。 另外,從商業層面考量,三星最早佈局和下注OLED產業,儘管早期產品有著各種燒壞螢幕、偏色等問題,但該公司最佳化提升技術多年,目前業內幾乎無敵手。如果未來蘋果選擇OLED作為螢幕,顯然缺乏技術壁壘,容易失去主動權,更受制於三星這個強大的競爭對手。目前,蘋果選擇另闢蹊徑,聯合廠商共同研發Mini LED和Micro LED,就能把核心技術掌控在自己手中,自然更有話語權,也能更好控制成本。 但就顯示技術本身而言,Mini LED/Micro LED技術才是蘋果iPad的「終極選項」。隨著Mini LED/Micro LED不斷成熟,未來OLED iPad將是蘋果入門和中階產品的專用配置。 本文原刊登於EE Times China網站        

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